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作者:展开;李帅;郑永兴;袁方;王勇;杜令忠;
单位:昆明理工大学冶金与能源工程学院;中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室;中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心;
摘要:高温合金在航天、航空、能源等高端制造业得到了广泛应用,每年产生大量的废旧料,废旧高温合金的净化与再生技术对推动我国高技术产业的健康发展具有重要意义。高温合金中的夹杂物主要来源于熔炼过程中的化学反应、服役环境中的元素污染以及加工存储过程中的外来杂质。这些夹杂物根据成分和形态可分为氧化物、硫化物、氮化物等多种类型,这些夹杂物的存在会显著降低材料的机械性能、耐腐蚀性和疲劳寿命,甚至导致关键部件失效。6种主流净化工艺包括机械滚磨、电渣重熔、真空感应熔炼、泡沫陶瓷过滤、电子束熔炼和底吹气泡浮选技术。其中,机械滚磨适用于表层夹杂物的去除,成本较低但处理深度有限;电渣重熔能有效去除大尺寸夹杂物,但存在能耗较高的问题;真空感应熔炼可显著降低氧、氮含量,但对已形成的夹杂物去除效果一般;泡沫陶瓷过滤对微米级夹杂物有良好拦截效果,但属于消耗性工艺;电子束熔炼净化效果优异但设备复杂且能耗巨大;底吹气泡浮选对小尺寸夹杂物去除效率高,但工艺稳定性有待提升。未来,废旧高温合金回收的研究应着重于开发高效低耗的新型复合净化工艺,提升工艺的连续性和自动化水平,同时建议建立完善的废料回收体系。
关键词:废弃高温合金;;夹杂物;;净化工艺;;真空熔炼炉;;电子束熔炼
基金资助:国家重点研发计划项目资助(2022YFC3902001);; HY行动项目(JK2022HYB0710A)